CZ20002784A3 - Process and apparatus for bio-aeration of liquid when producing biogas - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for biologically treating a fluid sufficiently charged with organic materials, the method being performed in a tank and the fluid being:first subjected to a mixing and acidifying step (A), subsequentlyin a heavy load step (B) during which activated-sludge is re-circulated and then in a light load step (C) subjected to anaerobic degradation whilst producing methane gas, and subsequentlytreated in a secondary sedimentation step (D) from where the sludge can also be re-circulated,and the biogas which is produced in the heavy load step (B) and the light load step (C) is collected.

Description

(57) Anotace:(57)

Řešení se týká způsobu k biologické úpravě organicky dostatečně zatížené tekutiny, který se provádí v nádrži, přičemž se tekutina nejprve podrobí míchacímu a okyselovacímu stupni (A), následně se ve stupni (B) vysokého zatížení se zpětnou cirkulací aktivovaného kalu a potom ve stupni (C) nízkého zatížení podrobí anaerobnímu rozkladu za vzniku metanu, a následně se v dosazovacím stupni (D), ze kterého může být prováděno zpětné vedení kalu, čistí, přičemž se zachycuje bioplyn vznikající ve stupni (B) vysokého zatížení a stupni (C) nízkého zatížení.The present invention relates to a process for the biological treatment of an organically loaded fluid which is carried out in a tank, first subjecting the fluid to a mixing and acidification stage (A), followed by a high load stage (B) with recirculation of activated sludge and then stage ( C) is subjected to anaerobic decomposition of low load to form methane, and is subsequently cleaned in the settling stage (D) from which sludge return can be carried out, capturing the biogas generated in high load stage (B) and low level stage (C) load.

o4 U 'P? Sodp) Zio4 U 'P? Sodp) Zi

9 · · · · 9 9 9 9 9 9 9 9 l/\~ 'V f9 · · · · 9 9 9 9 9 9 9 9 l / \ ~ 'V f

9 9 9 · · · · · · ·9 9 9 · · · · · · ·

99 9 9 · ····99 9 9 · ····

-1• 9 9 9 9 9 9 9 9 9-1 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 ·9 · «· ··9999 98 · 9 · «· ··

Způsob a zařízení k biologické úpravě tekutiny pří generování bioplynuMethod and apparatus for biological treatment of a fluid in the generation of biogas

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu a zařízení k biologické úpravě organicky dostatečně zatížené tekutiny, zejména odpadní vody, za anaerobních podmínek a při generování bioplynu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for the biological treatment of organically sufficiently loaded liquids, in particular waste water, under anaerobic conditions and in the generation of biogas.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Odpadní voda je označení pro zejména znečištěnou, odtékající vodu, která se dostává do kanalizace, která je změněna po domovním nebo průmyslovém upotřebení.Waste water is a designation for particularly contaminated, run-off water which enters the sewer system, which is changed after domestic or industrial use.

Biologická úprava vysoce zatížených kapalin, popřípadě čištění odpadní vody, představuje také opatření k odstraňování organických znečišťujících látek z kapalin, které jsou v nich obsaženy v rozpuštěné, koloidní nebo jemně dispergované formě, pomocí mikrobiologické aktivity, to znamená pomocí aerobního a/nebo anaerobního rozkladu s vývinem plynu při vytváření nových buněčných substancí a sorpce chomáčů bakterií, biologickým trávníkem nebo kalovým granulátem.Biological treatment of highly loaded liquids or wastewater treatment is also a measure to remove organic pollutants from liquids contained therein in dissolved, colloidal or finely dispersed form by microbiological activity, i.e. by aerobic and / or anaerobic decomposition with gas evolution in the formation of new cellular substances and sorption of tufts of bacteria, biological turf or sludge granulate.

Všeobecně se biologické čištění odpadní vody uskutečňuje v čističkách odpadních vod při využití stejných, popřípadě obdobných procesů, které se při biologickém samočištění odehrávají v tekoucích vodách, ovšem v technicky intenzivnější formě. Rovněž tak probíhá anaerobní proces také v přírodě kupříkladu na dně plochých, stojatých vod.Generally, biological waste water treatment is carried out in waste water treatment plants using the same or similar processes that take place in running water, but in technically more intensive form, during biological self-treatment. Likewise, the anaerobic process also takes place in nature, for example at the bottom of flat, still waters.

Pod anaerobním rozkladem se zde rozumí přeměna organických látek pomocí mikroorganismů při vyloučení kyslíku. Při anaerobním rozkladuBy anaerobic decomposition is meant here the conversion of organic substances by microorganisms to the exclusion of oxygen. In anaerobic decomposition

organických látek vzniká bioplyn, to znamená plynná směs, která sestává přibližně z 55 až 75 % z metanu, z přibližně 24 až 44 % z kysličníku uhličitého a stopově také z jiných příměsí.The organic matter produces biogas, i.e. a gaseous mixture consisting of approximately 55 to 75% of methane, approximately 24 to 44% of carbon dioxide, and trace amounts of other impurities.

Způsoby biologické úpravy vysoce zatížených kapalin za anaerobních podmínek předpokládají relativně vysokou specifiku kapalin. Hodí se mezi jiným pro vysoce zatížené kapaliny, zejména odpadní vody z potravinářského průmyslu, zemědělství, průmyslu minerálních olejů, jakož i výroby buničiny. Umožňují tedy často úpravu koncentrátů, neznamenají ale zpravidla žádné plné vyčištění, popřípadě úplnou přeměnu.Methods for biological treatment of highly loaded liquids under anaerobic conditions assume a relatively high liquid specificity. They are suitable, inter alia, for highly loaded liquids, in particular waste water from the food industry, agriculture, mineral oil industry, as well as pulp production. Thus, they often allow the concentrates to be treated, but do not generally entail any complete purification or complete conversion.

Známé je zařízení k anaerobní úpravě odpadní vody firmy Biothane Corporation, viz firemní prospekt 7/92, které sestává z uzavřené nádrže aktivovaného kalu, ve které je v horní oblasti nádrže uspořádána skupina odlučovačů. U tohoto zařízení se odpadní voda zavádí přes vtokové otvory, uspořádané ve dnu nádrže, do nádrže aktivovaného kalu, a upravená odpadní voda se odvádí zařízením uspořádaným v horní oblasti nádrže. Toto zařízení má mezi jiným tu nevýhodu, že reakční a dosazovací oblast nejsou od sebe prostorově odděleny a mohou se negativně ovlivňovat. Z tohoto důvodu se může aktivita aktivovaného kalu s časem silně zmenšovat, a při rozdělování kalu a kapaliny mohou také vznikat těžkosti.Known is an anaerobic wastewater treatment plant of Biothane Corporation, see company prospectus 7/92, which consists of a closed activated sludge tank in which a group of separators is arranged in the upper region of the tank. In this device, the waste water is introduced through the inlet openings arranged in the bottom of the tank into the activated sludge tank, and the treated waste water is discharged through the apparatus arranged in the upper region of the tank. This device has the disadvantage, inter alia, that the reaction and settling regions are not spatially separated from each other and can interfere negatively. For this reason, the activity of the activated sludge can decrease greatly over time, and difficulties can also arise in the distribution of the sludge and the liquid.

Známé je dále zařízení k anaerobní úpravě odpadní vody firmy ADI Systems lne., viz firemní prospekt AS 043/11-94, které sestává z jednoduché, směrem nahoru pomocí fólie uzavřené reakční nádrže. V této reakční nádrži jsou uspořádány primární reakční oblast, do jejíhož kalového ložiska se zespodu zavádí odpadní voda, sekundární reakční oblast a dosazovací oblast. Mezi primární a sekundární reakční oblastí je uspořádána ponorná stěna, která se rozprostírá ode dna reakční nádrže. Výška ponorné stěny činí přibližně 3/5 výšky reakční nádrže. Mezi sekundární reakční oblastí a dosazovací oblastí jsou rovněž • · · · · · ···· · · · · ♦ · · uspořádány ponorné stěny, které se rozprostírají od povrchu odpadní vody ve směru ke dnu. Výška těchto ponorných stěn činí přibližně 1/3 výšky reakční nádrže. Dále je ve spodní oblasti dosazovací oblasti uspořádáno odváděči zařízení ke zpětnému vedení kalu do primární reakční oblasti. Nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že zejména sekundární reakční oblast není od dosazovací oblasti dostatečně prostorově vymezena, čímž se může aktivita kalu v sekundární reakční oblasti časem znatelně snižovat. Také způsob prováděný v tomto zařízení nebere ohled na rozdílné biologické poměry obou reakčních oblastí. Další nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že kal ve druhé reakční oblasti, jen málo využívaný, leží na dně.Also known is an anaerobic wastewater treatment plant of ADI Systems Inc, see company prospectus AS 043 / 11-94, which consists of a simple, upwardly sealed reaction tank. In this reaction tank there are arranged a primary reaction region, into whose sludge bed waste water, a secondary reaction region and a settling region are introduced from below. An immersion wall is disposed between the primary and secondary reaction regions and extends from the bottom of the reaction tank. The height of the immersion wall is approximately 3/5 of the height of the reaction tank. Submerged walls are also arranged between the secondary reaction zone and the sedimentation zone and extend from the surface of the waste water towards the bottom. The height of these immersion walls is approximately 1/3 of the height of the reaction tank. Further, in the lower region of the sedimentation region, a drainage device is provided to return the sludge to the primary reaction region. A disadvantage of this device is that, in particular, the secondary reaction region is not sufficiently spatially separated from the settling region, whereby the sludge activity in the secondary reaction region can be noticeably reduced over time. Also, the process carried out in this apparatus does not take into account the different biological ratios of the two reaction regions. A further disadvantage of this method is that the sludge in the second reaction region, which is rarely used, lies at the bottom.

Základem vynálezu je úkol připravit způsob, popřípadě zařízení k biologické úpravě organicky dostatečně zatížené tekutiny při generování bioplynu, které zajišťují zlepšený stupeň čištění, popřípadě rozklad, zlepšenou výtěžnost metanu, podstatně příznivější investici a bezpečný provoz.The object of the present invention is to provide a method or apparatus for the biological treatment of an organically sufficiently loaded fluid in the generation of biogas, which provides an improved degree of purification or decomposition, an improved methane yield, a substantially more favorable investment and safe operation.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tento úkol se řeší způsobem se znaky patentového nároku 1, popřípadě zařízením k provádění tohoto způsobu podle patentového nároku 11.This object is achieved by a method having the features of claim 1 or by an apparatus for carrying out the method according to claim 11.

Závislé nároky se týkají výhodných příkladů provedení způsobu patentového nároku 1, popřípadě zařízení podle patentového nároku 11.The dependent claims relate to preferred embodiments of the method of claim 1 or the device according to claim 11.

Výhody vynálezu spočívají v tom, že zařízení podle vynálezu vede na základě své kompaktní konstrukce s integrovaným zásobníkem plynu ke značné úspoře místa a nákladů, mezi jiným též na základě úspor na izolačním materiálu, a nadto je bezpečné proti zemětřesení a nezávislé na sesedání.The advantages of the invention are that the device according to the invention results in considerable space and cost savings due to its compact design with an integrated gas reservoir, inter alia, on the basis of savings on insulating material, and moreover is earthquake-safe and non-sliding.

• · • · • · · ·• • •

······ ·· « ·· ········ ·· «·· ··

Ve smyslu vynálezu se pod organicky dostatečně zatíženými kapalinami rozumějí kapaliny jako je krev, kejda a výhodně odpadní voda, které mají příkladně následující parametry: > cca 2000 mg BSB5/I při chladnějším klimatu a > cca 500 mg BSB5/I při teplém klimatu.For the purposes of the invention, organically sufficiently loaded liquids are liquids such as blood, slurry and preferably waste water having, for example, the following parameters:> about 2000 mg BSB5 / I in a colder climate and> about 500 mg BSB5 / I in a warm climate.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Vynález je dále blíže popsán a vysvětlen na příkladu jeho provedení na základě připojeného výkresu, který znázorňuje:The invention is further described and explained by way of example with reference to the accompanying drawing, in which:

Obr. 1 - schematický půdorysný pohled na zařízení k biologické úpravě odpadní vodyGiant. 1 is a schematic plan view of a biological waste water treatment plant

Obr. 2 - zařízení k biologické úpravě odpadní vody znázorněné v řezu podle Obr. 1.Giant. 2 is a sectional view of the biological waste water treatment plant shown in FIG. 1.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Zařízení 1 k biologické úpravě odpadní vody, znázorněné na obr. 1, sestává z nádrže 2, ve které jsou ve směru H hlavního proudění vody za sebou uspořádány míchací a okyselovací oblast 3, oblast 7 vysokého zatížení, oblast 9 nízkého zatížení a dosazovací oblast 10.The biological waste water treatment plant 1 shown in FIG. 1 consists of a tank 2 in which the mixing and acidification area 3, the high-load area 7, the low-load area 9 and the settling area 10 are arranged one after the other in the H-direction of the main water flow. .

Rozměry nádrže 2 jsou v širokém rozsahu variabilní a jsou určovány individuálními vlastnostmi přiváděné odpadní vody. Délka nádrže 2 může být kupříkladu mezi 50 a 200 m, a šířka mezi 20 a 100 m. Nádrže 2 mohou být kupříkladu cca 3 až 6 m hluboké.The dimensions of the tank 2 are variable over a wide range and are determined by the individual characteristics of the waste water supplied. For example, the length of the tank 2 may be between 50 and 200 m, and the width between 20 and 100 m. For example, the tanks 2 may be about 3 to 6 m deep.

Objemy jednotlivých oblastí jsou variabilní a mohou být pomocí vhodného, proměnlivého polóhování dělicích stěn 12. 13 a 14 přizpůsobeny procesu úpravy. V extremním případě může být oblast 9 nízkého zatížení silně zredukována, takže může být přeložena do části dosazovací 10. Objemy jednotlivých oblastí mohouThe volumes of the individual regions are variable and can be adapted to the treatment process by suitable, variable positioning of the partition walls 12, 13 and 14. In the extreme case, the low load region 9 can be greatly reduced, so that it can be translated into the settling part 10. The volumes of the individual regions can be

-5kupříkladu pro vodu z pivovarů činit 285 pro míchací a okyselovací oblast 3, 890 ιτιθ pro oblast 7 vysokého zatížení, 1480 pro oblast 9 nízkého zatížení a 120 m3 pro dosazovací oblast 10.For example, for brewery water, 285 for the mixing and acidification area 3, 890 ιτιθ for the high load area 7, 1480 for the low load area 9, and 120 m3 for the settling area 10.

Nádrž 2 je výhodně zapuštěna do země, a v podstatě je zhotovena způsobem zemní konstrukce. Dno a boční stěny nádrže 2 mohou být utěsněny těsnicími pásy, kupříkladu z HDPE.The tank 2 is preferably embedded in the ground, and is basically made by a ground construction method. The bottom and side walls of the tank 2 may be sealed with sealing strips, for example of HDPE.

Odpadní voda se přes přívodní zařízení 5 dostává nejdříve do míchací a okyselovací oblasti 3. V této oblasti se vedle teploty měří také, a to jednou nebo dvakrát, hodnota pH odpadní vody, přičemž se hodnota pH kupříkladu vyrovnává pomocí přísad přes zařízení 16. Pokud se to požaduje, tak se může do odpadní vody v míchací a okyselovací oblasti 3 nebo v napojení na ni přidávat přes zavážecí zařízení 17 k vazbě síry sloučenina železa, kupříkladu trojmocná sůl železa jako je FeCISO4. Dále se může odpadní voda v míchací a okyselovací oblasti 3 míchat pomocí míchadla 4. Také se může do míchací a okyselovací oblasti 3 přivádět přes přívodní zařízení 6 zpět vedený aktivovaný kal. Na základě mikrobiologické aktivity se v míchací a okyselovací oblasti 3 organické složky odpadní vody za nikoliv bezpodmínečně čistě anaerobních podmínek mění, zejména se okyselují. Na druhé straně mohou být k řízenému zásahu v míchací a okyselovací oblasti 3 uspořádána zařízení k provzdušňování a cirkulaci odpadní vody vzduchem nebo kyslíkem, zde neznázorněná.The waste water is first introduced into the mixing and acidification zone 3 via the feed device 5. In this area, in addition to temperature, the pH of the waste water is measured once or twice, for example by adjusting the pH via additives 16. if desired, an iron compound, for example an iron (III) salt such as FeCISO4, can be added to or connected to the waste water in or in connection with the mixing and acidification zone 3 via a sulfur charging device 17. Furthermore, the waste water in the mixing and acidifying zone 3 can be mixed by means of a stirrer 4. Also, the activated sludge guided can be fed back into the mixing and acidifying zone 3 via a feed device 6. Due to the microbiological activity, the organic components of the waste water in the mixing and acidifying zone 3 change under non-absolutely pure anaerobic conditions, in particular they are acidified. On the other hand, devices for aerating and circulating the waste water through air or oxygen, not shown here, can be provided for controlled intervention in the mixing and acidifying zone 3.

Na dně míchací a okyselovací oblasti 3 jsou výhodně ze strany výtoku uspořádány alespoň jedno dávkovači čerpadlo 18 s potrubími 31. jejichž tryskovité vypouštěcí otvory 42 ústí v oblasti 7 vysokého zatížení. Pomocí tohoto čerpadla nebo čerpadel se zejména jako funkce velikosti oblasti 7 vysokého zatížení ve vířivé formě ukládá a pod tlakem přivádí do oblasti dna oblasti 7 vysokého zatížení rozdílné množství směsi, kupříkladu přibližně 40 až 60 I odpadní vody za vteřinu. Mohou se také použít výměnná zapojení potrubí 31.At the bottom of the mixing and acidification zone 3, preferably at least one metering pump 18 is provided on the discharge side with pipelines 31, whose nozzle discharge openings 42 open in the high-load region 7. In particular, as a function of the magnitude of the high-load zone 7 in the fluidized form, a different amount of the mixture, for example approximately 40 to 60 l of wastewater per second, is stored under pressure by means of this pump or pumps. Replaceable conduit connections 31 may also be used.

• · · ·• · · ·

-6···· · · · · · zejména jestliže existují vysoké hodnoty organického zatížení, ale především proto, aby se ušetřila čerpací energie.-6 ···· · · · · · especially if there are high values of organic load, but mainly to save pumping energy.

Metanogenní fáze anaerobního rozkladného procesu organických složek odpadní vody se uskutečňuje v oblasti 7 vysokého zatížení (prostorové zatížení: přibližně 25 až 40 kg CSB/m³BV x d) a v oblasti 9 nízkého zatížení (prostorové zatížení: přibližně mezi 2 až 7 kg CSB/m _BV x d). Obě oblasti představují vždy tak říkajíc ložisko aktivovaného kalu (specifickou biocenózu). Použití dvou nezávislých a rozdílných bakteriálních kmenů (biocenóz) vede mezi jiným ke zlepšené výtěžnosti plynného metanu. Ložiska aktivovaného kalu se pro oblast 7 vysokého zatížení alternativně nebo doplňkově k tryskovitým vypouštěcím otvorům 42 podrobují cirkulaci vždy vlivem vstřikování vody ve variabilní formě, směsi vodního kalu, popřípadě vratného kalu, přičemž vratný kal se může přivádět přes odváděči zařízení 11. sestávající z alespoň jednoho čerpadla 32 a systému 33 potrubí, z dosazovací oblasti 10 skrz proudové trysky 24h až 24s, které jsou uspořádány na dně oblasti 7 vysokého zatížení, popřípadě na dně oblasti 9 nízkého zatížení. Pro další podporu cirkulace mohou být v oblasti Z vysokého zatížení a v oblasti 9 nízkého zatížení uspořádána vstřikovací zařízení, zde neznázorněné, kupříkladu řetězce pro plnění plynem pro bioplyn ohřátý v závislosti na klimatu nebo teplotě, nebo míchadla. Vstřikovací zařízení jsou zásobována bioplynem, který se odebírá ze zásobníku plynu rozprostírajícího se přes oblast 7 vysokého zatížení a oblast 9 nízkého zatížení, a popřípadě se ohřívá v ohřívači plynu, který zde není znázorněn.The methanogenic phase of the anaerobic degradation process of the organic waste water components takes place in the high load area 7 (spatial load: approximately 25 to 40 kg CSB / m ³ BV xd) and the low load area 9 (spatial load: approximately between 2 to 7 kg CSB) m _{BV (} xd). Both regions always represent a so-called deposit of activated sludge (specific biocoenosis). The use of two independent and different bacterial strains (biocoenoses) leads, inter alia, to an improved recovery of methane gas. Activated sludge bearings are alternatively or in addition to the nozzle discharge openings 42 subjected to circulation in the form of a variable injection of water, a mixture of water sludge or a return sludge for the high load region 7, the return sludge being fed via a drainage device 11 consisting of at least one a pump 32 and a piping system 33, from the settling region 10 through the jet nozzles 24h to 24s, which are arranged at the bottom of the high load region 7 or at the bottom of the low load region 9. In order to further promote circulation, injection devices (not shown here), for example gas supply chains for biogas heated depending on climate or temperature, or agitators, may be provided in the high load region Z and the low load region 9. The injection devices are supplied with biogas, which is withdrawn from a gas reservoir extending over the high load region 7 and the low load region 9, and optionally heated in a gas heater not shown here.

V jedné oblasti, nacházející se s ohledem na směr H hlavního proudění po proudu, oblasti 7 vysokého zatížení, je ke zpětné cirkulaci aktivovaného kalu, popřípadě kalového granulátu, uspořádána ponorná stěna 8 s přívodními otvory 29 uspořádanými ve střední výšce, která se rozprostírá od povrchu až téměř ke dnu oblasti 7 vysokého zatížení, přičemž vzdálenost mezi ponornou stěnou 8 a dělicí stěnou 13 se ve směru dna plynule zmenšuje. Speciální vstřikovací trysky vIn one region, with respect to the main flow direction H, of the high-load region 7, an immersion wall 8 is provided for the recirculation of the activated sludge or sludge granules 8 with inlet openings 29 arranged at a medium height which extends from the surface up to almost the bottom of the high-load area 7, the distance between the immersion wall 8 and the partition wall 13 decreasing continuously in the bottom direction. Special injection nozzles in

-7oblasti dna, zde neznázorněné, jakož i všeobecně v cirkulační oblasti vyšší pohybová energie, zajišťují zpětnou cirkulaci. Speciální zařízení, zde neznázorněné, kupříkladu zařízení s pádly, mohou být za účelem rozpouštění ucpání uspořádána v blízkosti dna, podélně v zóně mezi ponornou stěnou 8 a dělicí stěnou 13 v oblasti dna.Bottom regions, not shown here, as well as generally higher movement energy in the circulation region, provide back circulation. Special devices, not shown here, for example paddles, can be arranged near the bottom, longitudinally in the zone between the immersion wall 8 and the partition wall 13 in the bottom region to dissolve the blockages.

Odpadní voda, ještě částečně zatížená, se nyní dostává přes výtokové otvory 19, uspořádané v horní oblasti dělicí stěny 13. do oblasti 9 nízkého zatížení. Pokud odpadní voda obsahuje těžko rozložitelné složky, nebo jsou doplňkově požadovány rozkladné účinky, může doba setrvání odpadní vody v oblasti 9 nízkého zatížení zřetelně přesahovat dobu setrvání v oblasti 7 vysokého zatížení. Takovýchto účinků se také dosáhne pomocí biocenózy, zde více upravené na další a konečné čištění. Současně se dosáhne dalšího rozpadu, který usnadní následující, většinou aerobní konečné čištění.The waste water, still partially loaded, now reaches the low-load region 9 via the outflow openings 19 arranged in the upper region of the partition wall 13. If the wastewater contains hardly degradable components, or additionally decomposition effects are required, the residence time of the wastewater in the low load region 9 can clearly exceed the residence time in the high load region 7. Such effects are also achieved by means of biocoenosis, here more adapted for further and final purification. At the same time, further disintegration is achieved, which facilitates subsequent, mostly aerobic final cleaning.

Rozdělení na oblast vysokého zatížení a oblast nízkého zatížení má ostatně také tu výhodu, že dobré dosazení za oblastí nízkého zatížení je možné provést vždy snadněji a efektivněji. Velké výhody dobrého dosazení jsou odborníkovi běžně známé.Furthermore, the division into a high-load region and a low-load region also has the advantage that a good positioning behind the low-load region can always be carried out more easily and efficiently. The great advantages of good fit are well known to those skilled in the art.

V určitých případech je výhodné oblast 7 vysokého zatížení částečně nebo zcela, a to kontinuálně nebo střídavě, pomocí předpokládaného obtokového potrubí, zde neznázorněného, obcházet, a odpadní vodu zavádět přímo do oblasti 9 nízkého zatížení.In certain cases, it is advantageous to circumvent the high-load area 7 partially or completely, continuously or alternately, by means of an assumed by-pass line (not shown), and to introduce the waste water directly into the low-load area 9.

Přes oblast 7 vysokého zatížení a oblast 9 nízkého zatížení se rozprostírá fólie 15 vytvářející plynový zásobník, na jejíž okrajích jsou po obvodě uspořádány ponorné patky 30 opatřené závažími, pro dokonalé utěsnění plynu. Fólie 15 je zpravidla stabilní proti UV záření a je vybavena variabilními závažími 25, aby udržela konstantní tlak uvnitř plynového zásobníku. Jestliže jsou tato závaží • · φφφφ • · φ φ φ φ φφφφ «φφ φ · φ «φφφ φφ Φ Φ · ΦΦ Φ · ΦΦ 9 φ ΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦΦA gas reservoir film 15 extends over the high-load region 7 and the low-load region 9, at the edges of which weights 30 are provided with weights for the perfect sealing of the gas. The film 15 is generally UV-stable and is provided with variable weights 25 to maintain a constant pressure within the gas reservoir. If these weights are · φ φ · · φ φ φ φ · · · · «φ φ ΦΦ ΦΦ

ΦΦΦΦ ΦΦ 99 Φ ΦΦ ΦΦ vytvořena jako vodou libovolně plnitelné komory, dá se tak tlak uvnitř plynového zásobníku doregulovávat. V chladnějších klimatických oblastech se fólie 15 a/nebo celá nádrž 2 zhotovuje ve formě teplotně izolované.ΦΦ ΦΦ 99 Φ ΦΦ ΦΦ designed as water-filled chambers of any kind, so that the pressure inside the gas reservoir can be regulated. In colder climatic regions, the film 15 and / or the entire tank 2 is made in a thermally insulated form.

V plynovém zásobníku je uspořádáno zařízení 20 pro odebírání bioplynu, pomocí kterého se získaný bioplyn používá pro vlastní a cizí ohřívací účely, k ohřívání užitkové vody, k výrobě energie a proudu, a k jiným účelům použití.A biogas removal device 20 is provided in the gas reservoir by means of which the obtained biogas is used for its own and foreign heating purposes, for the heating of domestic water, for the production of energy and electricity, and for other purposes of use.

Plynové bublině 15 může být jako bezpečnostní omezovač tlaku přiřazena přes potrubí 38 do výšky přestavitelná vstřikovací nádoba 39. Dále může být k indikaci naplnění mechanicky upevněno na plynovou bublinu 15 oběžné lano 40 se stupnicí 41.The gas bubble 15 can be assigned a height-adjustable injection vessel 39 as a safety pressure limiter via a duct 38. Furthermore, a rotating cable 40 with a scale 41 can be mechanically fixed to the gas bubble 15 to indicate the filling.

Aby se zajistil stoprocentně bezzápachový provoz zařízení podle vynálezu nebo dosáhl tepelně izolační účinek, může být plynotěsnou fólií, popřípadě tepelně izolovanou, pokryta také míchací a okyselovací oblast 3 a dosazovací oblast 10.In order to ensure 100% odorless operation of the device according to the invention or to achieve a thermally insulating effect, the mixing and acidification area 3 and the settling area 10 can also be covered by the gas-tight foil or heat-insulated film.

Odpadní voda se nyní dostává z oblasti 9 nízkého zatížení přes výtokové otvory 27 uspořádané v horní oblasti dělicí stěny 14, před kterou je v odstupu a paralelně uspořádána ponorná stěna 28, do dosazovací oblasti 10. Na základě oddělení oblasti 9 nízkého zatížení a dosazovací oblasti 10 dělicí stěnou 14, a zejména při větších množstvích vody, se vestavbami v dosazovací oblasti 10 zajistí odtok vyčištěné odpadní vody z dosazovací oblasti 10 bez kalu, a značně zmenšený, popřípadě odstraněný destilát kalu.Waste water now enters from the low-load region 9 via the outflow openings 27 arranged in the upper region of the partition wall 14, in front of which the immersion wall 28 is spaced apart and in parallel, into the settling region 10. by means of a separating wall 14, and in particular in the case of larger amounts of water, with built-in areas in the settling zone 10, the treated waste water is discharged from the settling zone 10 without sludge, and the sludge distillate which is possibly reduced.

V dosazovací oblasti 10 je na šikmé boční stěně 36 nádrže, probíhající napříč ke směru H hlavního proudění, uspořádán v bezprostřední blízkosti výtokového zařízení 23 pro vyčištěnou odpadní vodu, které je vytvořeno jako ·· ··♦ · • * φ φφφIn the settling area 10, on the inclined side wall 36 of the tank extending transversely to the main flow direction H, it is arranged in the immediate vicinity of the effluent discharge device 23, which is designed as a waste water treatment device.

-9Φ Φ φφ « · · · • φφ φφφφ • · · • φφφ · φ přepadové zařízení, kupříkladu jako přepadová nádržka, lamelový odlučovač 21 podporující čištění.The overflow device, for example, as an overflow tank, a vane separator 21, which promotes cleaning.

Pro kontinuální provoz zařízení je nutné již zpracovanou odpadní vodu z výtokového zařízení 23 odbočit a přes přívodní zařízení 26 výhodně zavést do odtokové oblasti míchací a okyselovací oblasti 3, jestliže má být přes přívodní zařízení 5 přiváděna nikoliv dostatečně čerstvá odpadní voda. To se uskutečňuje zpravidla automaticky na základě odpovídajícího výškového provedení. Dále může být vyčištěná odpadní voda přiváděna z výtokového zařízení 23 a přes přívodní zařízení 5 do míchací a okyselovací oblasti 3 za účelem zředění čerstvé odpadní vody, pokud čerstvá odpadní voda obsahuje kupříkladu příliš vysokou koncentraci jedovatých látek. Pomocí těchže zařízení zpětného vedení může být odtok, zde neznázorněný, za účelem tepelné výměny, popřípadě k zabránění nepotřebných tepelných ztrát, přinucen pomocí míchací a okyselovací oblasti 3 nebo přívodního zařízení 5 do tepelné výměny.For the continuous operation of the plant it is necessary to branch off the treated waste water from the outlet device 23 and, via the inlet device 26, preferably to introduce the mixing and acidification area 3 into the outlet area if the waste water is to be supplied with insufficiently fresh waste water. This is usually done automatically on the basis of the corresponding height design. Further, the purified waste water may be fed from the outlet device 23 and via the inlet device 5 to the mixing and acidification area 3 to dilute fresh waste water if the fresh waste water contains, for example, too high a concentration of poisonous substances. By means of the same return devices, the outflow (not shown here) can be forced into the heat exchange by means of the mixing and acidifying region 3 or the supply device 5 for heat exchange or to prevent unnecessary heat losses.

Zbylý kal může být z dosazovací oblasti 10 veden přes odváděči zařízení 22, které sestává z čerpadla 34 uspořádaného na dnu dosazovací oblasti 10, a systému 35 potrubí, do nádrže pro zadržení kalu, zde neznázorněné, nebo přes odváděči zařízení 22 a přívodní zařízení 6 do míchací a okyselovací oblasti 3.The remaining sludge can be fed from the settling area 10 via a drain device 22 consisting of a pump 34 arranged at the bottom of the settling area 10 and a piping system 35 to a sludge holding tank (not shown here) or via a drain device 22 and a feed device 6 mixing and acidification areas 3.

Stupeň čištění zařízení podle vynálezu Ježí mezi 80 a 90 %. Může však na základě obou rozdílných biocenóz často ležet i nad 90 %. Ke zdokonalení čištění může být odpadní voda vedena přes výtokové zařízení 23 do_ následujícího, popřípadě pevně napojeného zařízení II k aerobnímu čištění odpadní vody, které může zahrnovat aktivační oblast, pomocnou čisticí oblast, oblast dalšího provzdušnění a oblast další sedimentace, nebo jen obě prvé oblasti. Stupeň čištění činí u takovéto kombinace anaerobního a aerobního čištění přibližně 99,5 %. Výhodně se zbylý kal z dosazovací oblasti zařízení N vede k aerobnímu čištění •0 0000The degree of cleaning of the device according to the invention is between 80 and 90%. However, it can often be above 90% due to both different biocoenoses. In order to improve the purification, the waste water can be led through the discharge device 23 to the following, optionally connected, aerobic waste water purification device II, which may comprise an activation zone, an auxiliary purification zone, an additional aeration zone and a further sedimentation zone, or both. The degree of purification for such a combination of anaerobic and aerobic purification is approximately 99.5%. Advantageously, the residual sludge from the settling area of the device N leads to an aerobic treatment of 0 0000

00 0000 00 0 0 0 00 0 0 0 0 odpadní vody přes přívodní zařízení 6 nebo 26 do míchací a okyselovací oblasti 3, aby se bilance zbylého kalu optimalizovala.00 0000 00 0 0 0 00 0 0 0 0 of the waste water via the feed device 6 or 26 to the mixing and acidification zone 3 to optimize the balance of the remaining sludge.

Pro provoz v chladnějších klimatických zónách mohou být míchací a okyselovací oblast 3, oblast 7 vysokého zatížení, oblast 9 nízkého zatížení a popřípadě dosazovací oblast 10 tepelně izolovány a doplňkově volitelně mohou být míchací a okyselovací oblast 3, oblast 7 vysokého zatížení a oblast 9 nízkého zatížení vybaveny topnými zařízeními jako 37. kupříkladu s teplou vodou.For operation in colder climatic zones, the mixing and acidification area 3, the high-load area 7, the low-load area 9 and optionally the settlement area 10 can be thermally insulated and optionally the mixing and acidification area 3, the high load area 7 and the low load area 9 equipped with heating devices like 37, for example with hot water.

Claims (26)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob biologické úpravy organicky dostatečně zatížené tekutiny, který se provádí v nádrži, přičemž se tekutinaA method of biological treatment of an organically sufficiently loaded fluid, which is carried out in a tank, wherein the liquid - nejprve podrobí míchacímu a okyselovacímu stupni (A), následně- first undergo the mixing and acidification steps (A), then - se ve stupni (B) vysokého zatížení se zpětnou cirkulací aktivovaného kalu a potom ve stupni (C) nízkého zatížení podrobí anaerobnímu rozkladu za vzniku metanu, a následně- undergo anaerobic decomposition to form methane in high load stage (B) with recirculation of activated sludge and then in low load stage (C), and subsequently - se v dosazovacím stupni (D), ze kterého může být prováděno zpětné vedení kalu, čistí, přičemž se zachycuje bioplyn vznikající ve stupni (B) vysokého zatížení a stupni (C) nízkého zatížení.- is cleaned in the settling stage (D), from which the sludge return can be carried out, to capture the biogas produced in the high load stage (B) and the low load stage (C). 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tekutinou je odpadní voda.A method according to claim 1, wherein the fluid is waste water. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že odpadní voda se míchá v míchacím a okyselovacím stupni (A).Method according to claim 2, characterized in that the waste water is stirred in the mixing and acidifying steps (A). 4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že odpadní voda se v míchacím a okyselovacím stupni (A) směšuje se zpět přiváděným aktivovaným kalem.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the waste water is mixed in the mixing and acidifying stages (A) with the reclaimed activated sludge. 5. Způsob podle některého z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že v míchacím a okyselovacím stupni (A) se nastavuje hodnota pH odpadní vody.Method according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the pH of the waste water is adjusted in the mixing and acidifying stages (A). 6. Způsob podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že odpadní voda se v míchacím a okyselovacím stupni (A) mísí se sloučeninou železa.Method according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the waste water is mixed with the iron compound in the mixing and acidifying steps (A). -12· »· ·<-12 · »· · < • · * · • ·· • · · • ·· · ··• * · · · · · Tl/ ο/σ&σTl / ο / σ & σ 99 99 9 9 9 9 ··99 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 99 9 99 9999 99 99 7. Způsob podle některého z nároků 2 až 6, vyznačující se tím, že kal usazený v dosazovacím stupni (D) se vede zpět do stupně (B) vysokého zatížení a/nebo stupně (C) nízkého zatížení.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the sludge deposited in the settling stage (D) is recycled to the high load stage (B) and / or the low load stage (C). 8. Způsob podle některého z nároků 2 až 7, vyznačující se tím, že se odpadní voda po průchodu stupni (A) až (D) vede alespoň částečně zpět do míchacího a okyselovacího stupně (A).Method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the waste water is passed at least partially back to the mixing and acidifying stages (A) after passing through steps (A) to (D). 9. Způsob podle některého z nároků 2 až 8, vyznačující se tím, že odpadní voda se po průchodu stupni (A) až (D) doplňkově čistí za aerobních podmínek.Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that the waste water is additionally purified under aerobic conditions after passing through steps (A) to (D). 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že aerobní čištění zahrnuje aktivační stupeň, pomocný čisticí stupeň, stupeň dalšího provzdušnění a stupeň další sedimentace.The method of claim 9, wherein the aerobic purification comprises an activation step, an auxiliary purification step, a further aeration step and a further sedimentation step. 11. Zařízení k biologické úpravě organicky dostatečně zatížené tekutiny, zejména odpadní vody, sestávající z11. Apparatus for the biological treatment of organically well loaded liquids, in particular waste water, consisting of: - nádrže (2), ve které jsou ve směru hlavního proudění tekutiny uspořádány za sebou- tanks (2) in which they are arranged one after the other in the direction of the main fluid flow - míchací a okyselovací oblast (3), na kterou je napojeno přívodní zařízení (5) pro tekutinu,- a mixing and acidifying area (3) to which the fluid supply device (5) is connected, - oblast (7) vysokého zatížení k anaerobnímu rozkladu tekutiny za vzniku metanu, která je vybavena zařízením (8) ke zpětné cirkulaci aktivovaného kalu,- a high load area (7) for anaerobic decomposition of the methane-forming fluid, which is equipped with a device (8) for recirculating the activated sludge, - oblast (9) nízkého zatížení k dalšímu anaerobnímu rozkladu tekutiny za vzniku metanu, aa low loading area (9) for further anaerobic liquid decomposition to form methane, and - dosazovací oblast (10), která je vybavena alespoň jedním odváděcím zařízením (11) ke zpětnému vedení kalu, přičemž míchací a okyselovací oblast (3), oblast (7) vysokého zatížení, oblast (9) nízkého zatížení a dosazovací oblast (10) jsou od sebe odděleny dělicími stěnami (12) , (13) a (14), a- a sedimentation zone (10) having at least one drainage device (11) for returning the sludge, the mixing and acidification zone (3), the high-load zone (7), the low-load zone (9) and the sedimentation zone (10) are separated by dividing walls (12), (13) and (14), and 7/7 / 0 *0 * -13- plynotěsné fólie (15), která se rozprostírá přes oblast (7) vysokého zatížení a oblast (9) nízkého zatížení a vytváří plynový zásobník.A gas-tight film (15) that extends over the high load region (7) and the low load region (9) to form a gas container. 12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že míchací a okyselovací oblast (3) je vybavena míchadlem (4).Apparatus according to claim 11, characterized in that the mixing and acidifying region (3) is equipped with a stirrer (4). 13. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že míchací a okyselovací oblast (3) je napojena na přívodní zařízení (6) pro zpětný tok aktivovaného kalu.Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the mixing and acidifying region (3) is connected to a feed device (6) for the return flow of activated sludge. 14. Zařízení podle některého z nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že míchací a okyselovací oblast (3) je spojena se zařízením (16) pro nastavování hodnoty pH.Apparatus according to one of claims 11 to 13, characterized in that the mixing and acidifying region (3) is connected to a pH adjusting device (16). 15. Zařízení podle některého z nároků 11 až 14, vyznačující se tím, že míchací a okyselovací oblast (3) je spojena se zásobním zařízením (17) pro sloučeninu železa.Apparatus according to one of claims 11 to 14, characterized in that the mixing and acidifying region (3) is connected to an iron compound storage device (17). 16. Zařízení podle některého z nároků 11 až 15, vyznačující se tím, že v míchací a okyselovací oblasti (3) je uspořádáno alespoň jedno dávkovači čerpadlo (18), jehož vpusť je spojena s míchací a okyselovací oblastí (3) a jeho výpusť s oblastí (7) vysokého zatížení.Apparatus according to one of claims 11 to 15, characterized in that at least one metering pump (18) is provided in the mixing and acidifying zone (3), the inlet of which is connected to the mixing and acidifying zone (3) and its outlet with the high load areas (7). 17. Zařízení podle některého z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že zařízení (8) je ke zpětné cirkulaci kalu vytvořeno jako ponorná stěna.Device according to one of Claims 11 to 16, characterized in that the device (8) is designed as a submersible wall for recirculating the sludge. 18. Zařízení podle některého z nároků 11 až 17, vyznačující se tím, že oblast (7) vysokého zatížení je spojena s jedním nebo více odváděcími zařízeními (11) ke zpětnému vedení kalu.Apparatus according to any one of claims 11 to 17, characterized in that the high-load region (7) is connected to one or more drainage devices (11) to return the sludge. *«* « 99 99 9 99 9 99 9999 99 99 99 99 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 9 9 9 90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -14- ···♦·· ·· · «i* 00-14- ··· ♦ ·· ·· · i i * 00 19. Zařízení podle některého z nároků 11 až 18, vyznačující se tím, že v oblasti (7) vysokého zatížení je uspořádáno alespoň jedno vstřikovací zařízení pro popřípadně ohřátý bioplyn.Device according to one of claims 11 to 18, characterized in that at least one injection device for optionally heated biogas is provided in the high-load region (7). 20. Zařízení podle některého z nároků 11 až 19, vyznačující se tím, že dělicí stěna (13) má v horní oblasti výtokové otvory (19).Device according to one of Claims 11 to 19, characterized in that the partition wall (13) has outlet openings (19) in the upper region. 21. Zařízení podle některého z nároků 11 až 20, vyznačující se tím, že oblast (9) nízkého zatížení je spojena s jedním nebo více odváděcími zařízeními (11) ke zpětnému vedení kalu.Apparatus according to one of claims 11 to 20, characterized in that the low-load region (9) is connected to one or more sludge return devices (11). 22. Zařízení podle některého z nároků 11 až 21, vyznačující se tím, že v oblasti (9) nízkého zatížení je uspořádáno alespoň jedno vstřikovací zařízení pro popřípadě ohřátý bioplyn.Apparatus according to one of claims 11 to 21, characterized in that at least one injection device for optionally heated biogas is provided in the low-load region (9). 23. Zařízení podle některého z nároků 11 až 22, vyznačující se tím, že dosazovací oblast (10) je vybavena lamelovým odlučovačem (21).Device according to one of Claims 11 to 22, characterized in that the settling region (10) is provided with a fin separator (21). 24. Zařízení podle některého z nároků 11 až 23, vyznačující se tím, že dosazovací oblast (10) je spojena s alespoň jedním odváděcím zařízením (22) pro zbylý kal.Device according to one of Claims 11 to 23, characterized in that the settling region (10) is connected to at least one discharge device (22) for the remaining sludge. 25. Zařízení podle některého z nároků 11 až 24, vyznačující se tím, že na dosazovací oblast (10) je napojeno výtokové zařízení (23) pro odpadní vodu.Device according to one of Claims 11 to 24, characterized in that an outlet device (23) for waste water is connected to the settling region (10). 26. Zařízení podle některého z nároků 11 až 25, vyznačující se tím, že nádrž (2) je zapuštěna do země.Device according to one of Claims 11 to 25, characterized in that the tank (2) is embedded in the ground.